数控机床电动刀架维修实例分析

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

随着制造业的快速发展，数控机床在机械制造业中得到了广泛的应用。但是作为-种复杂的机电-体化产品，数控机床的故障类型多种多样，各种原因也复杂多变，如何快速排除数控机床在生产中发生的故障，提高数控机床的运行效率，已成为当前广大机床用户普遍关心的问题u 。本文通过对数控机床电动刀架故障的排除过程进行分析，提出了数控机床故障诊断的- 般步骤和方法，为同行提供理论参考。

1 数控机床电动刀架的工作原理四工位电动刀架的工作原理是系统发出换刀信号，控制继电器动作，电动机正转，通过蜗轮、蜗杆、螺杆将销盘上升至-定高度时，离合销进入离合盘槽，离合盘带动离合销，离合销带动销盘，销盘带动上刀体转位；当上刀体转到所需刀位时，霍尔元件电路发出到位信号，电动机反转，反靠销进入反靠盘槽，离合销从离合盘槽中爬出，刀架完成初定位；同时销盘下降端齿啮合，完成精定位，万架锁紧rz 。

电动刀架的电气控制分强电和弱电两部分，强电部分由三相电源驱动三相交流异步电动机正、反向旋转，从而实现电动刀架的松开、转位、锁紧等动作；弱电部分主要由位置传感器-发讯盘构成，发讯盘采用霍尔传感器发讯。

2 故障维修实例例1：某机床在调试过程中，刀架锁不紧，停止运动。

故障分析与处理：该机床转位刀架由液压马达驱动转位，其夹紧、松开动作由液压系统来实现。经向操作人员询问得知无论手动还是自动循环，该故障都会发生，并且该故障现象没有规律，每次故障出现时，进给保持灯”亮，怀疑转位刀架PLC的控制程序有问题。

在利用I/O诊断画面反复重现故障时，发现故障大多发生在偶数刀位，很少出现在奇数刀位。因此考虑重点检查刀架奇偶校验开关信号，检查刀架奇偶校验开关信号X14.3时，发现在偶数刀位时，奇偶校验开关信号X14.3时有时无，所以可确定此为故障原因。

拆开转位刀架后罩，检查由开关到数控系统I/O板线路，发现接线端子板上X14.3导线在端子内是松动的，重新压好端子，故障排除，刀架转位正常。

维修体会。在电动刀架工作过程中，各个动作之间是按-定的顺序进行的，所以当其中-个动作出现异常时，可考虑利用PLC程序来进行检测，必要时可利用I/O诊断画面反复重现故障，以便对故障进行更深人的了解，快速排除故障。

例2：某数控车床车削过程中3号刀-直旋转，停止后系统报警换刀超时，其他刀位换刀正常。

故障分析与处理：该车床配华中世纪星数控系统，经观测和询问机床操作人员，可知更换其他刀位刀具时正常，且3号刀能够持续旋转，只有无法到位，表明公共控制电路、强电回路和机械传动部分都没有问题。因此将故障原因缩小在与3号刀位有关的控制电路中，因为整个换刀过程是PLC控制，所以考虑利用PLC进行故障诊断，进人PLC输入输出显示界面，发现3号刀X32信号点-直显示低电平，说明3号刀反镭路在某处中断，3号刀位到位信号不能输送到CNC，CNC无法输出刀架反转指令。找到故障原因后，根据实际情况决定首先断电观察机床后侧配电柜下方的接线板内的X32信号线压头有无松脱。然后拆开数控刀架上盖，拆下3号刀信号线压头，用导线连接配电柜与刀台X32信号两端。上电后换刀，故障消除，说明是信号线路中断。线路中断的位置对于本机床来说是处在机床 轴负方向极限位置下方的接线盒中，将信号线路连接后，换刀正常，故障消除。

例3：某数控机床在换刀时，上刀架体连续旋转，到位不停。

故障分析与处理：由于刀架能连续旋转，所以初步排除机械部分故障，怀疑故障出在电气方面。根据刀架的工作原理和故障情况，考虑从以下两方面进行检查：1)检查发信盘方面，如发信盘的接地线是否正常，发信盘的电源线是否正常，发信盘里的霍尔元件是否正常等；2)检查刀架体里的磁钢与磁极，磁钢与发信盘的位置，如果位置不精确，也会出现上刀架体连转不停的情况。

根据以上分析，先检查第-种情况，去掉刀架体上盖，检查发现发信盘装置接线线路正常，检查刀架体里的磁钢与磁极、磁钢与发信盘的位置也正常；检查霍尔元件未发现异常；怀疑是发信盘损坏，用万用表检测发信盘两接线柱之间的电阻，发现检测的电阻值不-致，表明发信盘已坏，更换发信盘后，故障消失。

收稿日期：2012-07-18作者简介：闫存富(1972-)，男，河南安阳人，副教授，工学硕士，主要从事机械制造自动化、故障诊断方面的教学研究。E-mail：ycf100###126.coin· 94·第1期(总第131期) 闰存富，等：数控机床电动刀架维修实例分析 2013年2月例4：故障现象 CK6140数控机床换刀时2号刀转不到位。

故障分析与处理。换刀时能够转动，则说明机械和强电部分正常，故障原因多为电气控制和信号方面。-般有两种原因：第-种是电动机相位接反，但调整电动机相位线后故障不能排除；第二种是磁钢与霍尔元件高度位置不准。拆开刀架上盖，发现2号磁钢与霍尔元件高度位置相差距离较大，用尖嘴钳调整2号磁钢与霍尔元件高度与其他刀号位基本-致，重新启动系统，故障排除0 。

3 故障诊断的-般思路步骤根据上述故障实例维修过程结合实际工作经验，归纳数控机床故障诊断的-般思路和步骤如下 ：1)确认故障现象，调查故障现场，充分掌握故障信息。数控机储生故障时，维护维修人员应首先对故障进行确认，特别是在操作人员不熟悉机床时更要注意；其次是要查看故障记录，向操作人员询问故障出现的全过程；最后在确认通电对数控系统无危险的情况下，再通电亲自观察，特别要注意掌握主要故障信息如数控系统有何异常、CRT显示的报警内容是什么等。切记不要急于动手，盲目处理，以免造成故障的进- 步扩大。

2)分析故障原因，制定排除故障的方案。根据所掌握的故障信息，明确故障的复杂程度，把故障问题正确地罗列出来，并列出故障部位的全部疑点。在分析故障时，维修人员要注意保持思路开阔，要将有可能引起故障的原因以及每-种解决的方法全部列出来，进行综合判断和筛选，在对故障进行深人分析的基础上，预测故障原因并拟定检查的内容、步骤和方法，制定故障排除方案。

3)检测故障，逐级定位故障，排除故障 。根据预测的故障原因和预先确定的排除方案，逐级来定位故障部位，最终找出发生故阵的真正部位。在遵循故障排除的基本原则的前提下，采用合理的措施和方法，按照先易后难、先外后内的原则，有计划、有目的地仔细检查，排除故障，修复机床，让数控机床眷正常投人生产。在故障诊断的过程中，首先应该检查可直接接近或经过简单的拆卸即可进行检查的那些部位，然后检查需要进行大量的拆卸工作之后才能接近和进行检查的那些部位4)整理资料。故障排除后，应迅速恢复机床现场，并做好相关资料的整理工作，如整理故障排除过程中采取的措施，出现的各种情况、维修体会等。认真填写设备维修记录，以便提高自身业务水平，方便机床的后续维护和维修。

4 结束语数控车床电动刀架虽小，但由于其涉及到机械、电气、控制等方面，其故障现象多种多样，故障原因复杂多变，是出现故障较多的部位。在进行排除故障时，只要能够遵循故障排除的原则，采用正确的故障诊断步骤和正确的方法，就能快速排除机床故障，提高机床的运行效率。